为了保证汽车行驶的安全性,减少道路交通事故和机械事故的发生,汽车上安装了多种照明和信号设备。照明灯主要用作照明道路、交通标志、行人和其他车辆等,包括前照灯、雾灯、倒车灯、牌照灯等。信号灯用作显示车辆的存在和传达车辆行驶状态,包括转向灯、制动灯、示宽灯、警示灯等。
(1)前照灯俗称“大灯”,装在汽车头部两侧,用来照明车前道路。有两灯制、四灯制之分。四灯制前照灯并排安装时,装于外侧的一对通常为近光单光束灯;装于内侧的一对应为远光单光束灯。
(2)雾灯安装在汽车头部或尾部。在雾天、下雪、暴雨或尘埃弥漫等情况下,用来改善车前道路的照明情况。LED前雾灯的光色为橙黄色。后雾灯功率光色为红色,以警示尾随车辆保持安全间距。
(3)倒车灯安装在汽车尾部,当变速器挂倒挡时,自动点亮,照明车后侧,同时警示后方车辆行人注意安全。光色为白色。
(4)牌照灯装于汽车尾部牌照上方或左右两侧,用来照明后牌照,确保行人车后20m处看清牌照上的文字及数字。
(1)制动灯俗称“刹车灯”。安装在汽车尾部。在踩下制动踏板时,发出较强红光,以示制动。光色为红色,灯罩显示面积比后位灯大。为避免尾随大型车对轿车碰撞的危险,轿车后窗内可加装由发光二极管成排显示的高位制动灯(LED灯带)。
(2)转向灯。主转向灯一般安装在汽车头、尾部的左右两侧,用来指示车辆行驶趋向。汽车车侧中间装有侧转向灯。光色为黄色。转向时,灯光呈闪烁状,启动时间不大于1.5s。在紧急遇险时需其他车辆注意避让时,全部转向灯可通过危险报警灯开关接通同时闪烁。
(3)示宽灯又称“示位灯”“位置灯”,安装在汽车前面、后面和侧面,夜间行驶接前照灯时,示宽灯、仪表照明灯和牌照灯同时点亮,以标志车辆的形位等。前位灯俗称“小灯”,光色为白色或黄色,后位灯俗称“尾灯”,光色为红色;侧位灯光色为琥珀色。
(4)驻车灯装于车头和车尾两侧,要求从车前和车尾150m远处能确认灯光信号,要求车前处光色为白色,车尾处为红色。
(5)警示灯一般装于车顶部,用来标示车辆特殊类型。消防车、警车用红色,救护车为蓝色,旋转速度为每秒2~6次;公交车和出租车为白、黄色。出租车空车标示灯装在仪表台上,光色为红底、白字。
(6)日行灯是安装在车身前部的白天行驶灯,是使车辆在白天行驶时更容易引起注意的灯具。它的功效不是为了使驾驶员能看清路面,而是为了让别人知道有一辆车开过来了。因此这种灯具不是照明灯,而是一种信号灯。
迈腾轿车前部灯光总成由远光灯、近光灯、驻车灯、转向信号灯和前雾灯组成,如图5-1所示;迈腾轿车后部灯光总成由尾灯、转向信号灯、制动灯、倒车灯和后雾灯组成,如图5-2所示。
不同汽车照明系统是不完全相同的,除了美观、实用外,必须满足两个要求:保证行车安全和符合交通法规。为保证行车安全,对前照灯的照明要求如下:
前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明,使驾驶员能看清车前150m内路面上的障碍物。随着汽车行驶速度的提高,对汽车前照灯的照明距离也相应地要求越来越远。
前照灯在工作时,应具有防炫目功能,以免夜间两车相会时,使对方驾驶员炫目,而造成交通事故。
①普通充气灯泡。充气灯泡是采用钨丝作为灯丝,灯泡内充满氩和氮的混合惰性气体。在灯泡工作时,由于惰性气体受热后膨胀会产生较大的压力,这样可减少钨的蒸发。故能提高灯丝的温度,增强发光效率,从而延长灯泡的使用寿命。
②卤钨灯泡。充气灯泡虽已充入惰性气体,但仍然会因钨丝蒸发而使灯泡变黑。为了防止钨丝的蒸发,在填充气体内加入含有部分卤族元素或卤化物,利用卤钨循环的原理消除灯泡黑化的现象。卤钨灯泡使用寿命长,发光效率进一步提高。在相同功率的情况下,卤钨灯的亮度是充气灯泡的1.5倍,寿命是充气灯泡的2~3倍。
氙灯是利用两电极之间放电器产生的电弧来发光的,如同电焊中产生的电弧的亮光。高压脉冲电加在完全密闭的微型石英灯泡(管)内的金属电极之间,激励灯泡内的物质(氙气、少量的水银蒸气、金属卤化物)在电弧中电离产生光亮。这种光亮的色温与太阳光相似,但含较多的绿色与蓝色成分,因此呈现蓝白色光。这种蓝白色光大幅度提高了道路标志和指示牌的亮度。氙灯发射的光通量是卤素灯的2倍以上,同时电能转化为光能的效率也比卤素灯提高70%以上,所以氙灯具有比较高的能量密度和光照强度,而运行电流仅为卤素灯的一半。车灯亮度的提高也有效扩大了车前方的视觉范围,从而营造出更为安全的驾驶条件。
④LED灯,即发光二极管。是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的“心脏”是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED具有亮度高、颜色种类丰富、低功耗、寿命长的特点,现广泛应用在汽车照明系统中。
反射镜的作用是尽可能多地收集灯泡发出的光线,并将这些光线聚合成很强的光束射向远方。半封闭式前照灯反射镜如图5-4所示。
配光镜也称散光玻璃,是由透明玻璃压制而成的棱镜和透镜的组合体。配光镜的作用是将反射镜反射出的光束进行折射,以扩大光线m内的路面各处都有良好而均匀的照明。配光镜如图5-5所示。
夜间会车时,前照灯发出的强光束会使迎面来的汽车驾驶员炫目,很容易发生交通事故,所以在这方面必须引起足够的重视。前照灯防炫目一般采取下面措施。
如图5-6所示,前照灯采用双丝灯泡,远光灯丝位于反射镜的焦点上,功率为45~60W;近光灯丝位于反射镜焦点的上方或前方,功率为20~50W。这样夜间行车,当对面有无来车时,使用远光灯,可照亮车前方150m以上的路面;当对面有来车时,使用近光灯,由于光线较弱,经反射后的光线大部分射向车前的下方,所以可避免对方驾驶员炫目。
双丝灯泡中,近光灯丝射向反射镜下部的光线经反射后,将射向斜上方,仍会使对面的驾驶员炫目。为了克服上述缺陷,在近光灯丝的下方装有遮光罩。当使用近光灯时,遮光罩能将近光灯丝射向反身镜下部的光线遮挡住,使其无法反射,以提高防炫目效果,如图5-7所示。带遮光罩的双灯泡广泛使用在汽车上。
前照灯配光光形标准型如图5-8a)所示。不对称型如图5-8b)所示,这是一种新型的防炫目前照灯。其遮光罩安装时偏转一定的角度,使其近光的光形分布不对称,将近光灯右侧光线 前照灯配光光形
这种前照灯的配光镜靠反射镜边缘上的齿簧与反射镜组合在一起,并用箍圈和螺钉将它们固定在灯壳上。可拆式前照灯由于密封性不好,反射镜易受灰尘和湿气的污染而变黑,严重影响照明效果,目前已很少采用。
全封闭式前照灯又称为真空灯。它的反射镜和配光镜制成一体,里面装有灯丝,并充以惰性气体。灯丝焊在反射镜底座上,反射镜的镜片为真空镀铝。这种结构的优点是可以完全避免反射镜受到污染。但是当灯丝烧坏后,需要更换前照灯总成,成本较高。
半封闭式前照灯的配光镜是由反射镜边缘固定在反射镜上的,两者之间用橡胶圈或密封胶密封。灯泡可从反射镜后端进行拆装,维修方便,因此得到普遍使用。更换灯泡时,切勿用手触摸灯泡玻璃壳部分,以免缩短灯泡的寿命。
投射式前照灯的反射镜近似于椭圆形状,它具有两个焦点。第一焦点处放置灯泡,第二焦点是由光线形成的。凸形散光镜的焦点与第二焦点是一致的。来自灯泡的光利用反射镜聚成第二焦点,再通过散光镜将聚集的光投射到前方。投射式前照灯采用的灯泡为卤钨灯泡。在第二焦点附近设有遮光板,可遮挡上半部分光,形成明暗分明的配光。由于它的这种配光特性,因此也可用于雾灯。
投射式前照灯的反射镜采用扁长断面,光束横向分布效果好,结构紧凑,经济实用。
HID(High Intensity Discharge)是高强度气体放电式灯的缩写。该型灯放电的气体是氙气,故亦称氙气灯。这种灯的灯泡里没有灯丝,取而代之的是装在石英管内的两个电极,管内充有氙及微量金属(或金属卤化物)。在电极上加上5~12kV电压后,气体开始电离而导电。由气体原子激发到电极间少量的水银蒸气,最后转入卤化物弧光灯工作。氙气式前照灯由氙气灯组件、电子控制器和升压器三大部分组成。其灯泡的光色和日光灯相似,亮度是目前卤钨灯泡的2.5倍,寿命是卤钨灯泡的5倍。灯泡的功率为35W,可节能40%。目前,在中高级轿车中氙气式前照灯应用比较广泛。
目前汽车上使用的LED主要有普通LED和超高亮LED两种。超高亮LED是比一般LED发光二极管的亮度高近百倍的新型LED,其外壳是无色透明树脂封装,其发光体本身就能发出某一波长的光,从而呈现出某一种颜色。超高亮LED一般可以用作汽车的远光灯、近光灯、制动灯、行车灯和转向灯,也可以用作仪表照明和车内照明。LED的控制模式有恒流和恒压两种,有多种调光方式,比如模拟调光和PWM调光,大多数的LED采用的都是恒流控制,这样可以保持LED电流的稳定,可以延长LED灯具的使用寿命。LED的优点是电光转化效率高[接近60%,绿色环保、寿命长(可达10万h)、工作电压低(3V左右)、反复开关无损寿命、体积小、发热少、亮度高、坚固耐用、易于调光、色彩多样、光束集中稳定、启动无延时;其缺点是起始成本高、显色性差、大功率LED效率低、恒流驱动(需专用驱动电路)]。相比之下,各种传统照明存在一定的缺陷。
前照灯在距离屏幕10m处,近光等光束明暗截止线转角或中心的高度应为(0.6~0.8)H(H 为前照灯基准中心的高度);在水平方向上,光束向左向右偏均不能超过100mm。四灯制前照灯其远光单光束要求在屏幕上光束中心离地高度应为(0.85~0.90)H,水平位置要求左灯向左偏不得大于100mm,向右偏不得大于170mm;右灯向右向左偏均不得大于170mm。前照灯远光光束的发光强度(前照灯的发光强度是指光源在给定方向上的所能发出的光线强度,单位为坎德拉,用cd表示),二灯制不小于15000cd、四灯制不小于12000cd。
屏幕法检测前照灯时,需将车辆垂直于屏幕停放,并使前照灯基准中心距屏幕10m,然后在屏幕上确定与前照灯基准中心离地面距离H 等高的水平基准线,以及以车辆纵向中心平面在屏幕上的投影线为基准确定的左、右前照灯基准中心位置线。分别测量左、右远近光束的水平和垂直照射方位的偏移量,如不符合要求,应通过前照灯的位置调整螺钉进行调整。
前照灯检测仪,一般是采用具有把吸收的光能变成电流的光电池元件,按照前照灯主光轴照射光电池产生电流的比例,来测量前照灯的发光强度和光轴偏斜量。目前,前照灯检测仪的类型有聚光式、屏幕式、自动追踪光轴式、投影式四种。
(3)准备车辆挡块、翼子板布、三件套、诊断仪、前照灯调节装置等教学用具。
(1)遵照执行«汽车用LED前照灯»(GB 25991—2010)对汽车LED光源规定。
当前照灯光束的检测不符合要求时,则需要进行前照灯光束照射位置的调整,下面以一汽大众迈腾 B8 轿车为例,介绍如何对左前LED前照灯进行调整。
检测和调节条件:车辆和前照灯调节装置必须处于同一平面上,确保轮胎充气压力正常,按压车辆前后部使其弹簧弹跳下沉,前照灯灯罩不得损坏或脏污,反光罩和前照灯光源正常,将车辆与前照灯调节装置对齐,车辆无故障代码。
(2)连接车辆诊断仪,进行车辆识别,对前照灯照明距离调节装置进行基本设置,输入委托单数据或者选择“无任务”—控制单元—前照灯照明距离调节—引导型功能—基本设置,操作时遵循“引导型功能”的说明(图5-9)。
(3)在近光灯开启时,使用专用工具首先调整左侧前照灯高度调整螺钉2,根据需要调节侧面调整螺钉1,光照最深的水平明暗分界线处,明暗分界线的左侧水平部分与右侧上升部分之间的转折点2必须穿过垂直线的测定,盖住前照灯的左半部分(沿行驶方向看),然后再露出,进行多次交替调整。
一汽大众迈腾轿车前照灯调整位置如图5-10所示。右侧前照灯调整方法相同,使用图5-10镜像的图像进行调整。左前前照灯检测图如图5-11所示。
(1)待调整的kb体育平台官网 kb体育前照灯需要关闭“城市灯光”模式,打开信息娱乐系统,按压信息娱乐按钮“CAR”—“设置”—“车灯”,短促按压“动态随动转向灯”并勾选,调节前照灯后,必须重新激活动态随动转向灯。
(2)检测和调节条件同LED前照灯的一样,用车辆诊断仪对前照灯进行基本设置。
(3)正确对准前照灯调节装置的调整线,设置参数值,调节前照灯同时确保不会导致其他道路使用者产生炫目。
(4)在远光灯打开时,水平的明暗分界线应接触到检测面的分隔线,检查明暗分界线的右侧水平部分与左侧上升部分之间的转折点2在垂直线,光束的核心亮点必须位于垂线)在打开“乡村公路照明灯”模式时,调节近光灯,最深的水平明暗分界线必须与检测面的分隔线接触,明暗分界处的左侧水平部分和右侧上升部分之间的转折点2,必须在垂直线上穿过中央标记。
(6)当左前照灯(靠右行驶)上没有看到明暗分界线的不对称部分上升,在市内行驶时则必须关闭“城市灯光”,确保在以30km/h以内的车速不会造成对向车辆炫目。
左前动态远光灯检测图如图5-12所示,左前近光灯检测图如图5-13所示。
近年来,为了保证车辆行驶时照明的安全与方便,减轻驾驶员的劳动强度,出现了多种新型的灯光自动控制系统,目前已装配在用车辆的控制系统有前照灯自动开闭控制系统、前照灯水平与垂直照射范围调整(光束调整)系统、会车自动变光系统、延时关闭系统、随动转向前照灯系统(AFS)等。新型灯光自动控制系统的框图如图5-14所示。
①当外界光线不足时(如夜幕降临,夜间、白天过隧道,进入地下停车场等),影响驾驶员的正常操行,开启前照灯。
③为防止外界环境瞬间变亮而造成前照灯关闭,采取延时技术,即当周围的亮度持续明亮一段时间时,再关闭前照灯。
(2)停车后车灯的延时关闭。夜晚停车发动机熄火后,灯光自动控制系统会根据检测到的发动机状态和车门状态,使前照灯自动延时熄灭,为驾驶员及乘员提供方便。
(3)车辆在夜晚行驶转弯时,根据转向角和车速的变化自动调整前照灯的近光照射方向,照亮车辆即将行驶到的前方kb体育平台官网 kb体育路面。
(4)当车辆前后载荷发生变化而使车身倾斜时,系统根据安装在前后车轴上的车身高度传感器所测得的信号进行判断处理,补偿车辆载荷的变化,实现照明距离的自动调节。
(5)车辆夜晚行驶在高速公路上时,如遇到上坡,根据车速、坡度以及汽车到坡的距离等信息自动调整前照灯的照射距离,实现远距离照明,增加前方路面的视野信息。
(6)车辆在夜晚行驶会车时,前照灯的远近光实现自动变光控制,即在会车时,灯光系统自动变为近光状态,会车完毕后又自动恢复到远光状态。
(7)车灯故障诊断。车辆行驶前以及行驶过程中,该系统对所有车灯进行实时的检测,如果出现故障,则报警提示相应故障。
新型灯光自动控制系统利用车速传感器、转向盘转角传感器、车身高度传感器、红外测距传感器、光电传感器(环境光照传感器)以及对发动机工作状态和车门状态的检测,来判断确定车辆的行驶状态、车辆行驶的道路状况和外界环境光线的强弱以及光线实时变化的情况,把各种信息转化为电信号,并输入到电控单元(单片机)中进行判断处理,进而发出相应的指令控制车灯作出相应的调整,从而实现车灯的自动控制。同时,灯光自动控制系统在车辆行驶前及行驶过程中,通过用检测各处车灯供电线路的反馈电流信号以及光电传感器检测输入的信号两种方法,来共同检测判断各个车灯工作是否正常。